摘 要:某大口径厚壁１２Cr１MoVG 钢制高压锅炉管硬度偏高,采用硬度测试、力学性能试验、 金相检验等方法对硬度偏高问题进行了分析.结果表明:热处理后的钢管组织不均匀,导致钢管的 力学性能不均匀,部分区域硬度不符合设计要求.根据电站机组特点,设计了正火后旋转内淋外喷 冷却、正火后直接水冷和正火后“预冷＋水冷＋空冷”３种热处理工艺方案,最终通过选用“预冷＋ 水冷＋空冷”工艺,将回火温度和预冷时间控制在合理范围,使钢管硬度符合设计要求.
关键词:大口径厚壁钢管;高压锅炉;热处理;硬度
中图分类号:TM６２１．２ 文献标志码:A 文章编号:１００１Ｇ４０１２(２０１９)１１Ｇ０７４８Ｇ０５
１２Cr１MoVG 钢是一种低合金耐热钢,具有较 高的持久强度和持久塑性、良好的抗氧化性能且无 热脆倾向,主要用于制造电站锅炉过热器、集箱及锅 炉主蒸汽管道部件等[１].电站锅炉及管道大部分处 于高温高压等恶劣环境中,对其所用钢材的力学性 能、显微组织、晶粒尺寸等要求较高.１２Cr１MoVG 钢在高压锅炉和超高压锅炉管中用量较大,分别占 到全部合金钢管的８０％和３０％ [２].
某多规格大口径厚壁１２Cr１MoVG 钢制高压锅 炉管(外径大于３８０mm,壁厚不小于７０mm)的表 面 硬 度 和 内 部 硬 度 的 设 计 要 求 均 为 １４５ ~ １９０HBW,在生产过程中,连续出现多批次钢管硬 度偏高的情况.笔者对出现问题的一批钢管进行系 统分析,并根据电站机组特点,设计了３种不同的热 处理工艺,通过试验在不同的热处理工艺下分别取 样分析,找出合理的硬度控制工艺方案,使钢管硬度 符合设计要求.
１ 理化检验
１．１ 硬度测试
采用 King３０００型便携式布氏硬度计分别在出 现问题的外径为５４６mm、壁厚为９５mm 的钢管的 头端、中间、尾端的同一截面上,沿圆周方向３６０°在 六等分处进行表面硬度测试,同时,对该钢管的头、 尾两端按横截面４个象限沿壁厚方向从外向内每隔 １０mm 依次取８个点进行硬度测试[３],结果如表１ 和表２所示.可见钢管部分区域的表面硬度和绝大 部分的内部硬度都超过设计要求;头、尾端内部硬度 不同测试点差异不大,由此可排除钢管在回火过程 由于摆放位置不同造成的硬度差异.头端硬度分布 在１８０~２００HBW 范围内,４个象限的硬度中均有 部分 超 出 了 设 计 要 求;尾 端 硬 度 分 布 在 １８４~ ２０８HBW 范围内,其中第２,３象限有部分测试点的 硬度超过设计要求,而第１,４象限测试点的硬度全 部超过设计要求,说明钢管沿壁厚和圆周方向的硬 度均存在较明显差异.
